双模晶体管制造技术

一种方法包括：使第一栅极电压偏置以使得单极电流能够根据场效应晶体管(FET)型操作从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域。该方法还包括使体端子偏置以使得双极电流能够根据双极结型晶体管(BJT)型操作从第一区域流向第二区域。单极电流与双极电流并发地流动以在互补金属氧化物半导体(CMOS)技术中提供双模数字和模拟器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双模晶体管相关申请的交叉引用本申请要求共同拥有的于2013年11月27日提交的美国临时专利申请No.61/909,533、以及于2014年3月26日提交的美国非临时专利申请No.14/225,836的优先权，这两个申请的内容通过援引全部明确纳入于此。领域本公开一般涉及双模数字和模拟晶体管。相关技术描述技术进步已产生越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络来传达语音和数据分组。此外，许多此类无线电话包括被纳入于其中的其他类型的设备。例如，无线电话还可包括数码相机、数码摄像机、数字记录器以及音频文件播放器。同样，此类无线电话可处理可执行指令，包括可被用于访问因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。如此，这些无线电话可包括显著的计算能力。无线电话和其它电子设备内的电路系统可包括晶体管。晶体管可选择性地实现电子设备内的其它电路元件之间的电流流动。晶体管所生成的电流量可基于提供给晶体管的电源电压。生成相对较高电流的晶体管可实现更快速的状态改变并且降低电子设备中取决于该电流以进行数字应用(导通和关断两种状态)的其它电路组件的等待时间。通常来说，晶体管所生成的电流量随着电源电压增大而增大。然而，增大的电源电压可能导致电子设备的增加的功耗，这降低了电池寿命。某些常规互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管并非是用于高性能模拟和射频(RF)应用的高效双极性器件。例如，数字CMOS晶体管可用于低成本模拟和RF应用；然而，将数字CMOS晶体管用于模拟和RF应用可能导致较差的性能(例如，低双极性电流增益(β))和复杂的电路系统。概述公开了用于使晶体管偏置以并发地在单极操作模式(例如，CMOS模式)以及双极操作模式(例如，双极结型晶体管(BJT))中操作的装置和方法。金属氧化物半导体(MOS)晶体管可包括MOS晶体管组件和水平寄生双极晶体管。在数字MOS操作中，水平寄生双极晶体管可以被去激活(例如，关断)并且可以不存在双极晶体管效应。寄生水平双极晶体管可以通过MOS晶体管的栅极被激活(例如，导通)以增强双极晶体管效率。例如，晶体管的栅极和体可以被偏置以使得水平寄生双极晶体管(例如，栅极受控双极结型晶体管)用于模拟和RF应用。例如，使栅极偏置可改善双极晶体管效率，并且经由端子使体偏置可导通双极晶体管。在第一配置中，晶体管的栅极可以被偏置以使得晶体管在数字MOS模式(例如，单极操作模式)中操作。例如，栅极可以被偏置以使得晶体管的栅极到源极电压大于一阈值电压，从而使得单极驱动电流(例如，空穴或电子)能够从晶体管(例如，PMOS晶体管或NMOS晶体管)的源极(或漏极)流向晶体管的漏极(或源极)(例如，单极操作模式)。在第二配置中，体(例如，阱)可以经由端子被偏置以使得寄生双极晶体管还根据模拟栅极控制双极结型晶体管(BJT)模式(例如，双极操作模式)来操作。在第二配置中，与单极操作模式相关联的单极电流以及与双极操作模式相关联的双极电流并发地流动。例如，体可以作为P型BJT的基极来操作，源极可以作为P型BJT的发射极来操作，而漏极可以作为P型BJT的集电极来操作。体可以被偏置以使得体到源极电压的绝对值大于寄生双极晶体管的p-n前向结电压。对体的此类偏置使得双极电流(例如，空穴和电子)能够在源极(发射极)和漏极(集电极)之间流动。双极电流可以通过基电流来调谐。因而，并发地使栅极和体偏置(如所描述的)可以实现双极晶体管操作和增大的电流流动(例如，单极电流流动和双极电流流动)，这可以改善晶体管的模拟和RF工作效率和/或数字工作效率(例如，高性能的模拟和RF栅极受控双极晶体管并且具有更大的电流增益而不会增大电源电压)。在一特定实施例中，一种方法包括使第一栅极电压偏置以使得单极电流能够根据场效应晶体管(FET)型操作从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域。该方法还包括使第一体端子区域偏置以使得双极晶体管电流能够根据双极结型晶体管(BJT)型操作在第一体基极区域电流控制下从第一区域流向第二区域。单极电流与双极电流并发地流动。在另一特定实施例中，一种装置包括晶体管的第一栅极区域，该第一栅极区域经由第一栅极电压被偏置以使得单极电流能够根据场效应晶体管(FET)型操作从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域。该装置还包括晶体管的第一体区域，该第一体区域经由第一体电压被偏置以使得双极电流能够根据双极结型晶体管(BJT)型操作在第一体(基极)区域电流控制下从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域。在另一特定实施例中，一种包括指令的非瞬态计算机可读介质，该指令在由处理器执行时使得该处理器使晶体管栅极的第一栅极电压偏置以使得单极电流能够从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域。该指令还可由该处理器执行以使耦合至晶体管的体区域的端子偏置为第二电压，从而使得体到源极电压的绝对值大于双极晶体管的pn结前向电压。使端子偏置使得双极电流能够在体(基极)区域电流控制下从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域。在另一特定实施例中，一种装备包括用于使第一栅极电压偏置以使得单极电流能够根据场效应晶体管(FET)型操作从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域的装置。该装备还包括用于使体端子偏置以使得双极电流能够根据双极结型晶体管(BJT)型操作在体基电流控制下从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域的装置。在另一特定实施例中，一种方法包括用于使第一栅极电压偏置以使得单极电流能够根据场效应晶体管(FET)型操作从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域的步骤。该方法还包括用于使体端子偏置以使得双极电流能够根据双极结型晶体管(BJT)型操作在体基电流控制下从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域的步骤。在另一特定实施例中，一种方法包括接收表示半导体器件的至少一个物理属性的设计信息。该半导体器件包括晶体管的第一栅极区域，该第一栅极区域经由第一栅极电压被偏置以使得单极电流能够根据场效应晶体管(FET)型操作从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域。该半导体器件还包括晶体管的第一体区域，该第一体区域经由第一体电压被偏置以使得双极电流能够根据双极结型晶体管(BJT)型操作在第一体基电流控制下从晶体管的第一区域流向晶体管的第二区域。该方法还包括变换设计信息以符合文件格式。该方法进一步包括生成包括经变换的设计信息的数据文件(例如，GDSII格式文件或GERBER格式文件)。所公开的实施例中的至少一个实施例提供的一个特定优点是晶体管的增加的电流容量。所公开的实施例中的至少一个实施例提供的另一特定优点是在兼容CMOS的工艺中实现的栅极受控的双极晶体管而没有(或具有最小的)成本附加。本公开的其他方面、优点和特征将在阅读了整个申请后变得明了，整个申请包括下述章节：附图简述、详细描述以及权利要求书。附图简述图1是双模晶体管的特定解说性实施例的示图；图2描绘了对应于双模晶体管的偏置特性的特定解说性表；图3描绘了双模晶体管的场效应晶体管(FET)型配置的特定解说性实施例；图4描绘了双模晶体管的双极结型晶体管(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：使第一栅极电压偏置以使得单极电流能够根据场效应晶体管(FET)型操作从晶体管的第一区域流向所述晶体管的第二区域；以及使体端子偏置以使得双极电流能够从所述第一区域流向所述第二区域，其中所述双极电流根据双极结型晶体管(BJT)型操作被体端子电流调谐；其中所述单极电流与所述双极电流并发地流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.27 US 61/909,533;2014.03.26 US 14/225,8361.一种晶体管偏置方法，包括：使第一栅极电压偏置以使得单极电流能够根据场效应晶体管FET型操作从晶体管的第一区域流向所述晶体管的第二区域；以及使体端子偏置以使得双极电流能够从所述第一区域流向所述第二区域，其中所述双极电流根据双极结型晶体管BJT型操作被体端子电流调谐；其中所述单极电流与所述双极电流并发地流动。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单极电流与数字金属氧化物半导体MOS模式相关联，并且所述双极电流与模拟栅极控制双极结型晶体管模式相关联。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一栅极电压控制所述晶体管的电流增益、所述晶体管的跨导、以及所述晶体管的电阻。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶体管是n型金属氧化物半导体NMOS和NPN型器件。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶体管是p型金属氧化物半导体PMOS和PNP型器件。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶体管是块状互补金属氧化物半导体CMOS和BJT器件。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶体管是绝缘体上覆硅SOI互补金属氧化物半导体CMOS和BJT型器件。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶体管是平面互补金属氧化物半导体CMOS和BJT器件。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶体管是三维鳍型FET互补金属氧化物半导体CMOS和BJT器件。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述第一栅极电压偏置形成反型层以实现单极电流。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶体管的所述第一区域对应于所述晶体管的源极，并且所述晶体管的所述第二区域对应于所述晶体管的漏极。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述第一栅极电压偏置和使耦合至体区域的端子偏置是由集成到电子设备中的处理器发起的。13.一种晶体管装置，包括：晶体管的第一栅极区域，其经由第一栅极电压被偏置以使得单极电流能够根据场效应晶体管FET型操作从所述晶体管的第一区域流向所述晶体管的第二区域；以及所述晶体管的第一体区域，其经由第一体电压被偏置以使得双极电流能够根据双极结型晶体管BJT型操作从所述晶体管的所述第一区域流向所述晶体管的所述第二区域；其中所述单极电流与所述双极电流并发地流动。14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一区域对应于所述晶体管的源极。15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二区域对应于所述晶体管的漏极。16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述晶体管在单极操作模式和双极操作模式中操作，其中所述晶体管是n型晶体管，并且其中所述第一体电压高于前向结电压。17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第一栅极电压等于电源电压。18.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述晶体管在单极操作模式和双极操作模式中操作，其中所述晶体管是p型晶体管，并且其中所述第一体电压低于负前向结电压。19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述第一栅极电压等于零伏特。20.如权利要求13所述的装置，其特征在于，进一步包括：反相器混频器电路，其中所述反相器混频器电路包括：所述晶体管，其中所述第一体电压对应于第一输入信号；以及第二晶体管，其中所述第二晶体管的第二体区域耦合至所述第一体区域，其中所述第二体区域经由所述第一体电压被偏置，其中所述第二晶体管的第二栅极区域耦合至所述第一栅极区域，其中所述第二栅极区域经由所述第一栅极电压被偏置，其中所述第一栅极电压对应于第二输入信号，并且其中所述第二晶体管的第二漏极区域耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·李，D·D·金，B·杨，J·金，D·W·佩里，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US